永磁同步电机的组成及热特性分析

永磁同步电机其主要有两部分组成，用来产生转子磁通的永久磁铁和至于转子铁心槽中的鼠笼绕组，其工作原理和同步电机是相似的，只是转子磁通是永久磁铁产生的。

当永磁同步电机定子绕组接通三相或两相交流电时，定子绕组产生旋转磁场(NS)，以同步角速度N逆时针方向旋转，根据异性磁铁像吸引的原理，定子磁铁的N(S)吸住转子磁铁的S(N)以同步角速度在空间旋转，也就是定子和转子同步旋转，维持转子旋转的电磁转矩是由定子旋转磁场和转子永久磁铁磁场的相互作用产生的。

一台5.5kW的异步启动电机的损耗、温升及应力进行了分析和计算。首先，设计了一台5.5kW的异步起动永磁同步电机，对电机主要尺寸、气隙长度、定子槽、绕组和转子的尺寸进行确定，并对空载和负载情况进行仿真，可看出电机的起动性能。其次，分析了电机空载和负载状况下定子齿部和轭部磁密在法向和切向的分量值，并分别计算了定子齿部和轭部的铁耗、转子铁耗和永磁体涡流损耗，计算了永磁体分段数不同时涡流损耗的变化。然后，对电机进行适当简化，网格剖分，确定边界条件和材料属性，将计算出的额定负载时的损耗用做热源对电机进行了三维温度场计算，得到电机各部件温度分布结果。同时改变电机绕组绝缘材料，冷却气体风速和风温，得到不同情况下电机温度的分布，分析这些参数改变对电机温度及冷却效果的影响。最后，根据算出的电机稳定运行时永磁体和转子温度，分析了此时永磁体和转子受到的径向应力、切向应力和等效应力。同时计算了不同温度时，电机在额定转速下，永磁体和转子受到的各个应力大小，得到了其变化规律。

在电磁线圈驱动永磁转子做跟踪磁场旋转的同时，永磁转子的磁场也在对线圈导线做切割运动。有了上述运动就会在线圈中产生反电动势，这个发电动势有个作用就是阻止线圈的输入电流，所以电机启动后电流减少。

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